1. 引言

氧化锌（ZnO）是一种重要的无机化工原料，传统应用主要集中在橡胶、陶瓷和涂料等领域。随着材料科学技术的进步，轻质活性氧化锌作为一种高性能变体，因其独特的物理化学性质而受到广泛关注。与普通氧化锌相比，轻质活性氧化锌通过特定的湿化学工艺制备，具有  粒径细小  （通常在纳米级别）、  比表面积大  （通常≥35 m²/g，甚至可达60 m²/g或更高）和  高反应活性  等特点 。这些特性使其在众多应用场景中不仅能减少用量，还能显著提升最终产品的性能表现，如增强橡胶的硫化效率、提高陶瓷釉面的质量等 。本文旨在深入探讨轻质活性氧化锌的制备技术、性能优势、多领域应用及其未来的发展挑战与方向。

2. 轻质活性氧化锌的制备技术与特性

2.1 主要制备方法

轻质活性氧化锌的制备方法多样，主要包括湿化学法，如锌盐纯碱法、氨配合法等 。

l   锌盐纯碱法  ：通常以含锌物料（如粗氧化锌、锌烟尘）为原料，经酸浸（如硫酸）、净化除杂（除去铁、铜、锰等重金属离子）后，与纯碱中和得到碱式碳酸锌前驱体，再经洗涤、干燥和  低温煅烧  （如450-650℃）分解得到活性氧化锌 。

l   氨配合法  ：利用氨水和碳酸氢铵与含锌原料反应，生成锌氨络合物溶液，经净化后，通过蒸氨或加入沉淀剂使锌以碱式碳酸锌或氢氧化锌形式析出，再经煅烧获得产品。此法选择性较好，杂质离子引入少，但氨的回收是关键 。

 湿化学法，特别是经过持续优化的工艺（如某些企业采用的两段式双气氛梯度曲线煅烧技术 ），能够实现对产品粒径、形貌和表面性质的精细调控，生产出符合特定应用需求的高活性、高分散性产品。2.2 核心特性分析

轻质活性氧化锌的特性主要体现在以下几个方面：

l   物理特性  ：通常为白色或微黄色球状微细粉末，  粒径微小  （通常在20-100纳米范围），  堆积密度低  （可低至0.20-0.35 g/mL），  比表面积大  （BET比表面积可达40 m²/g以上，甚至更高）。这些特性保证了其优异的分散性和吸附性。

l   化学特性  ：不溶于水，溶于酸、碱、氯化铵和氨水 。因其粒径小、比表面积大，  化学反应活性远高于普通氧化锌  。同时，它还具有  光催化效应  、  优异的紫外线屏蔽能力  （紫外线遮蔽率可达98%）以及一定的  抗菌抑菌性能  （如对大肠杆菌的抑菌率可达99.9%以上）。

l   环保与安全特性  ：湿法生产工艺能有效控制重金属杂质含量（如铅、锰、铜等），使得产品更符合环保要求 。

3. 轻质活性氧化锌的多领域应用性能

3.1 橡胶工业

在橡胶工业中，轻质活性氧化锌主要作为  硫化活性剂  ，其作用远超普通氧化锌 。

l   高效硫化促进  ：由于其巨大的比表面积和高的表面活性，它在橡胶胶料中分散均匀，与硫化氢接触面积大，能显著  促进硫化反应  ，提高硫化效率，从而  缩短硫化时间  。

l   性能增强  ：添加轻质活性氧化锌的橡胶制品，在  耐磨性  、  耐撕裂性  、  弹性  和  机械强度  方面通常有更优异的表现 。

l   用量经济性  ：因其高活性，达到相同甚至更佳的硫化效果时，其用量通常可比普通氧化锌  减少1/3至1/2  ，这不仅降低了成本，也减少了锌在最终产品中的负载量，对环境更为友好 。例如，在部分合成橡胶中，用量可降至普通氧化锌的50-70% 。

3.2 陶瓷工业

轻质活性氧化锌在陶瓷工业，特别是釉料中的应用日益广泛。

l   助熔与性能改善  ：它能有效  降低釉料的烧结温度  （有研究表明可降低50℃ ），扩大烧成范围，利于提高产量和节能降耗。同时，它能  提高釉面的光泽度  、  白度  和  乳浊度  ，减少釉面缺陷（如针孔）。

l   功能化赋予  ：其  抗菌性能  和  光催化自清洁能力  使其在卫生陶瓷、日用陶瓷和建筑陶瓷中的应用价值凸显。例如，用于釉料中可使陶瓷表面具备持续的抗菌抑菌和降解有机污染物的能力 。行业技术领先企业如肇庆市新润丰高新材料有限公司推出的RA95型釉用活性氧化锌产品，便是通过湿法工艺创新，实现了分子级的功能调控，有效解决了传统氧化锌在釉料应用中的一些局限性 。

3.3 其他重要应用领域

l   涂料工业  ：作为  防腐颜料  （如富锌底漆）和  紫外线稳定剂  ，轻质活性氧化锌能提升涂层的耐候性、抗粉化性和屏蔽紫外线的能力，保护基材并延长涂层寿命 。

l   纺织工业  ：凭借优异的  紫外线屏蔽性  和  抗菌抑菌功能  ，轻质活性氧化锌可用于功能化织物整理，开发出防晒、抗菌、除臭的纺织品 。

l   饲料工业  ：作为锌源添加剂，纳米尺度的活性氧化锌具有  高生物活性和吸收率  ，可减少锌的添加量，降低动物排泄物对环境的污染，同时起到抗菌和改善动物生产性能的作用 。

l   新能源与环保领域  ：活性氧化锌可作为  脱硫剂  用于合成氨、制氢等工业原料气的深度脱硫净化 。此外，其在  光催化降解污染物  、  气体传感器  以及  锌离子电池  （如抑制锌枝晶生长）等新兴领域的应用也处于探索和开发阶段，展现出巨大潜力 。

4. 挑战与未来发展趋势

尽管轻质活性氧化锌优势显著，但其发展仍面临一些挑战：

1.   表面改性技术  ：纳米级活性氧化锌易于团聚，如何通过有效的表面改性技术提高其在各种基质中的分散性和相容性，仍是需要深入研究的问题 。

2.   成本与规模化  ：一些先进的湿法制备工艺虽然能获得高性能产品，但可能存在工艺流程较长、设备腐蚀、或能耗较高等问题，如何进一步优化工艺、降低成本并实现稳定的大规模生产是关键 。

3.   应用技术研发  ：将轻质活性氧化锌的优异特性转化为终端产品的性能优势，需要针对不同应用场景进行深入的应用研究和配方开发，这方面的系统性研究仍需加强 。

未来发展趋势可能集中在：

l   制备技术绿色化与智能化  ：开发更低能耗、更环保、更智能可控的制备工艺，如进一步优化煅烧技术、实现生产过程的数字化和资源循环利用 。

l   功能化与定制化  ：通过精准调控材料的微观结构、表面状态和复合化，开发出针对特定应用需求的专用型高性能氧化锌材料，如超高活性、特定光学性能或电化学性能的产品。

l   拓展新兴应用领域  ：在新能源（如锌离子电池）、环境治理（光催化、吸附）、生物医学等前沿领域的应用探索将持续深入 。

l   行业生态与标准化  ：构建开放协同的创新生态，推动技术共享和产业链合作，并积极参与相关标准的制定，引领行业健康发展 。

5. 结论

轻质活性氧化锌作为传统氧化锌的升级产品，凭借其独特的物理化学性质，在橡胶、陶瓷、涂料、纺织等多个传统工业领域发挥着提升产品性能、降低消耗、节能环保的重要作用。湿化学法等制备技术的进步为其性能优化和应用拓展提供了坚实基础。随着表面改性技术、应用研究以及绿色制备技术的不断突破，轻质活性氧化锌在功能化、定制化以及新能源、环保等新兴领域的应用前景将更加广阔。其发展不仅有助于推动相关产业的技术升级和可持续发展，也对构建资源节约、环境友好的材料体系具有积极意义。未来的研究应继续聚焦于攻克关键技术瓶颈，深化应用基础研究，并推动产业链的协同创新。